Giải chi tiết Công nghệ cơ khí 11 Cánh diều mới bài 7: Phương pháp gia công không phoi

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Ưu điểm nổi bật của phương pháp gia công không phoi là gì?

Hướng dẫn trả lời:

Chế tạo phôi hoặc các chi tiết yêu cầu về độ chính xác gia coog không cao, không yêu cầu chi tiết và dễ dàng thực hiện

I. Phương pháp đúc

1. Khái quát chung

2. Một số phương pháp đúc

Câu hỏi: Quan sát hình 7.3 và cho biết quá trình tạo ra sản phẩm của phương pháp đúc trong khuôn kim loại.

Hướng dẫn trả lời:

Quá trình: Chuẩn bị khuôn -> Rót vật liệu đã nấu chảy vào khuôn -> Tác khuôn -> Sản phẩm đúc

II. Phương pháp rèn

1. Khái quát chung

Câu hỏi: Phương pháp rèn là gì? Nêu đặc điểm cơ bản của các sản phẩm được gia công bằng phương pháp rèn.

Hướng dẫn trả lời:

Rèn là phương pháp gia công kim loại bằng cách sử dụng ngoại lực tác dụng lên phôi để làm biến dạng phôi về hình dáng và kết cấu mong muốn. Thông thường, để nâng cao tính dẻo của phôi rèn, người ta sẽ nung nóng phôi trước khi gia công

2. Một số phương pháp rèn

Câu hỏi 1: Quan sát hình 7.5 và cho biết quá trình tạo ra sản phẩm của phương pháp rèn tự do

Hướng dẫn trả lời:

Quá trình tạo ra sản phẩm của phương pháp rèn tự do là: Phôi -> Nung nóng phôi -> Tác động ngoại lực -> Sản phẩm rèn

Câu hỏi 2: Quan sát hình 7.6 và cho biết quá trình tạo ra sản phẩm của phương pháp rèn khuôn

Hướng dẫn trả lời:

Quá trình tạo ra sản phẩm của phương pháp rèn khuôn là: Phôi -> Nung nóng phôi -> Cho phôi vào khuôn -> Tác động ngoại lực -> Tách khuôn -> Sản phẩm rèn

III. Phương pháp hàn

1. Khái quát chung

Câu hỏi: Phương pháp hàn là gì? Nêu đặc điểm cơ bản của các sản phẩm được gia công bằng phương pháp hàn.

Hướng dẫn trả lời:

Hàn là phương pháp gia công ghép nối các phần tử ( thường là kim loại) lại với nhau thành một khối thống nhất, bằng cachs ử dụng nguồn nhiệt để nung nóng vùng cần nối đến trạng thái nóng chảy, sau khi vật liệu tại vị trí hàn kết tinh tạo thành mối hàn sẽ gắn các phần từ với nhau.

Các sản phẩm hàn thường có kết cấu dạng hộp, khung hoặc sản phẩm có yêu cầu độ kín

2. Một số phương pháp hàn thông dụng

Câu hỏi: Vì sao gọi là hàn hồ quang, hàn hơi?

Hướng dẫn trả lời:

- Vì hàn hồ quang sử dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang điển để làm nóng chảy kim loại tại vị trí hàn để tạo thành mối hàn

- Hàn hơi sử dụng nhiệt của ngọn lửa sinh ra khí đốt cháy các khí như C2H2, CH₄ .....với O₂ để làm nóng chảy vật liệu tại ví trí hàn tạo thành mối hàn

Luyện tập

Câu 1: Trong sản xuất cơ khí, phương pháp gia công không phoi thường được sử dụng khi nào?

Hướng dẫn trả lời:

Gia công cơ khí không phoi thông thường được áp dụng cho các sản phẩm không yêu cầu độ chính xác và tinh xảo cao. Sản phẩm tạo ra bởi gia công cơ khí không phoi là khởi phẩm với độ tinh xảo thấp

Câu 2: So sánh phương pháp đúc trong khuôn cát với đúc trong khuôn kim loại; phương pháp rèn tự do với rèn khuôn; phương pháp hàn hồ quang với hàn hơi.

Hướng dẫn trả lời:

• So sánh phương pháp đúc trong khuôn cát với đúc trong khuôn kim loại: 

 Ưu điểm:

(1) Tính chất cơ học của đúc kim loại cao hơn so với đúc cát. Tương tự, độ bền kéo trung bình và cường độ năng suất của hợp kim có thể tăng 25% và 20%, và khả năng chống ăn mòn và độ cứng của hợp kim cũng có thể được cải thiện đáng kể.

(2) Độ chính xác và bề mặt hoàn thiện của vật đúc cao hơn so với vật đúc bằng cát, và chất lượng và kích thước của vật đúc ổn định.

(3) Năng suất quá trình đúc cao và mức tiêu thụ kim loại lỏng giảm, thường có thể tiết kiệm 15-30%.

(4) Không có cát hoặc ít cát hơn thường có thể tiết kiệm 80 - 100% vật liệu đúc; hơn nữa, hiệu quả sản xuất đúc khuôn kim loại cao; các nguyên nhân của khuyết tật đúc được giảm; quá trình này là đơn giản và dễ dàng để nhận ra cơ giới hóa và tự động hóa.

2. Không hiệu quả:

(1) Chi phí sản xuất khuôn kim loại cao;

(2) Khuôn kim loại không thấm nước và không cho năng suất, có thể dễ dàng gây ra các khuyết tật như không đủ giặt, nứt hoặc gang vào ban ngày.

(3) Trong đúc khuôn kim loại, nhiệt độ làm việc của khuôn, nhiệt độ rót và tốc độ rót của hợp kim, thời gian lưu trú của vật đúc trong khuôn và lớp phủ được sử dụng rất nhạy cảm với chất lượng của vật đúc và nhu cầu được kiểm soát chặt chẽ.

Do đó, khi quyết định áp dụng đúc khuôn kim loại, các yếu tố sau phải được xem xét toàn diện: hình dạng và trọng lượng của vật đúc phải phù hợp; đủ lô cần phải có; và giới hạn thời gian để hoàn thành nhiệm vụ sản xuất phải được cho phép

• So sánh phương pháp rèn tự do với rèn khuôn;

- Giống nhau:

+ Công nghệ sử dụng ngoại lực tác dụng lên vật liệu kim loại có tính dẻo làm cho nó biến dạng tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu (chế tạo phôi cho các chi tiết cơ khí).

+ Tạo được các sản phẩm có độ bền cao những lại có hạn chế là khó chế tạo các sản phẩm có hình dạng phức tạp.

- Khác nhau: 

• So sánh phương pháp hàn hồ quang với hàn hơi.

Giống nhau: Đều là quá trình tạo ra sự liên kết các vật liệu.

Khác nhau:

- Phương pháp hàn hơi:

+ Sử dụng ngọn lửa hàn khí

+ Hàn được các chi tiết mỏng và các loại vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.

+ Năng suất thấp, vật hàn bị nung nóng nhiều nên dễ cong vênh.

- Phương pháp hàn hồ quang tay:

+ Sử dụng nhiệt do hồ quang nung vật hàn đến trạng thái hàn (Sử dụng que hàn có thuốc bọc)

+ Hình dạng ,kích thước và thành phần hóa học mối hàn không đồng đều do tốc độ hàn bị dao động, làm cho phần kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn thay đổi. Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối lớn do tốc độ hàn nhỏ.

Thích hợp cho hàn các chiều dày nhỏ và trung bình ở mọi tư thế trong không gianc độ hàn nhỏ.

+ Bắn tóe kim loại lớn và phải đánh xỉ. Dễ tạo khuyết tật nên chất lượng mối hàn không cao

Vận dụng

Câu hỏi: Tìm hiểu và chia sẻ những hiểu biết của em về một số sản phẩm cơ khí được tạo thành từ phương pháp gia công không phoi.

Hướng dẫn trả lời:

VD: Tượng đồng: Tượng đồng thường được chế tạo bằng phương pháp đúc. Quá trình đúc đồng bắt đầu bằng việc đun chảy đồng và sau đó đổ vào khuôn để tạo ra hình dạng mong muốn. Sau khi đồng đông cứng, khuôn được loại bỏ để tạo ra tượng đồng hoàn chỉnh.

Các phương pháp gia công khác như hàn hồ quang điện, dập thể tích và cán cũng có thể được sử dụng để chế tạo tượng đồng nhưng thường được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt hoặc để tạo ra các chi tiết nhỏ hơn của tượng. Tuy nhiên, để tạo ra tượng đồng có kích thước lớn và chi tiết cao, phương pháp đúc thường được sử dụng vì có thể đảm bảo chất lượng và độ bền của tượng.